Yovvoyi tabiatda koʻplab moddalar keng tarqalgan boʻlib, ularning ahamiyatini ortiqcha baholash qiyin. Masalan, bularga uglevodlar kiradi. Ular hayvonlar va odamlar uchun energiya manbai sifatida juda muhimdir va uglevodlarning ayrim xususiyatlari ularni sanoat uchun ajralmas xom ashyoga aylantiradi.
Bu nima?
Bularning barchasi tuzilishini Cn(H2O)m formulasi bilan tavsiflash mumkin boʻlgan moddalardir. Ular katta biologik ahamiyatga ega, ular ko'plab tirik mavjudotlar hayotida hal qiluvchi rol o'ynaydi.
Olimlar ushbu guruh nomini unga kiritilgan moddalarning dastlabki tahlili oʻtkazilgandan soʻng oʻylab topishgan. Keyin ularning asosiy komponentlari uglerod va suv ekanligi aniqlandi. Keyinchalik ma'lum bo'lishicha, bu nom juda aniq bo'lib chiqdi, chunki uglevodlarning xususiyatlari shundayki, ulardagi vodorod va kislorod atomlarining nisbati suvdagi bilan mutlaqo bir xil. Oddiy qilib aytganda, har ikki vodorod atomiga bitta kislorod to'g'ri keladi. Birinchi marta ismning ruscha versiyasi 1844 yilda professor K. Shmidt tomonidan taklif qilingan.
Ba'zilarqo'shimchalar
Agar yuqoridagi formulani qavs ichidan "n" ni olib, biroz o'zgartirsak, ifoda biroz boshqacha bo'ladi: Sm(N2O)n. Balki aynan shu "ko'mir - suv" nomining mohiyatini mukammal aks ettirgandir.
Hozirgi kunga qadar olimlar uglevodlarga xos xususiyatga ega boʻlgan, ammo biz taʼriflagan formulaga toʻliq mos kelmaydigan bir qator moddalar mavjudligini aniq aniqlashdi. Shuning uchun xorijiy adabiyotda 1844 yilgi atamaning zamonaviy sinonimi bo'lgan "glitsidlar" so'ziga tez-tez duch kelish mumkin, bu mutlaqo to'g'ri bo'lmagan.
Oddiy tasnif
Barcha ulkan moddalar sinfini ikkita katta guruhga bo'lish mumkin: oddiy va murakkab glitsidlar. Ular tarkibiga kiradigan uglevodlarning xususiyatlari qanday? Aslida ular katta murakkablikda ham farq qilmaydi:
- Guruhdagi boshqa uglevodlarning keyinchalik hosil bo'lishi bilan gidrolizga moyil bo'lmagan moddalar oddiy. Ammo asosiy farq shundaki, ularning tuzilishidagi kislorod atomlari soni bir xil miqdordagi uglerod atomlariga teng. Ular monosaxaridlar deb ataladi.
- Shunday qilib, "murakkab" ta'rifi gidroliz jarayonida bir nechta oddiy uglevodlarni hosil qilish uchun parchalanadigan barcha glitsidlarni o'z ichiga oladi. Albatta, ular kislorod va uglerod atomlarining boshqa nisbatiga ega. Ular disaxaridlar deb ataladi. Bu tabiatda juda muhim rol o'ynaydigan murakkab uglevodlar bo'lib, ularning ro'yxatini biz qisman maqolada keltiramiz.
Bundan tashqari, uglevodlar uch turga bo'lingan yana bir tasnif mavjud. Mana ular:
- Monosaxaridlar.
- Oligosakkaridlar.
- Polisaxaridlar.
Quyidagi uglevodlar jadvali asosiy farqlarni tushunishingizga yordam berishi aniq.
|
Mono- (1 molekula) |
Oligo- (< 10 molekula) |
Poly- (>10 molekula) |
| Aldozlar, ketozlar | Bu faqat disaxaridlar, trisaxaridlar va boshqalarni oʻz ichiga oladi. |
Ikki turi bor:
Nomidan siz bu ikki navning ichki molekulyar tuzilishi butunlay boshqacha ekanligini tushunishingiz mumkin |
Albatta, biz uglevodlarning qisqacha jadvalini berdik, ammo bu keng sinfning ba'zi vakillariga xos bo'lgan barcha o'ziga xos xususiyatlarni uning doirasiga sig'dirishning iloji yo'q. Shuning uchun biz asosiy guruhlarni har birini alohida tahlil qilamiz, ba'zi individual, eng keng tarqalgan moddalarning xususiyatlariga batafsilroq to'xtalamiz. Xo'sh, uglevodlar qanday sinflarga bo'linadi?
Monosaxaridlar
Shuni esda tutish kerakki, ularning barchasi qattiq jismlar toifasiga kiradi, ular kristall holatga oson o'tishga qodir. Ular juda gigroskopik, suvda eriydi, sirop hosil qiladi. U erdan ularni kristallar shaklida ajratib olish juda qiyin bo'lishi mumkin. Ularning eritmalari neytral reaktsiyaga ega, ko'pincha shirin ta'mga ega. Ta'mning intensivligi har xil: masalan, fruktoza eng keng tarqalgan glyukozadan taxminan 3-3,5 baravar shirinroq.
Tuzilish shakli haqida
Bu moddalarning barchasi ikki funktsiyali tuzilishga ega bo'lgan birikmalar bo'lib, ular majburiy ravishda uglerod skeleti, bitta karbonil guruhi va bir nechta gidroksil guruhlarini o'z ichiga oladi. Agar aldegid guruhi karbonil guruhi vazifasini bajarsa, moddaga aldoz deyiladi. Shunga ko'ra, keton "dumi" mavjud bo'lsa, ular ketozlar deb ataladi.
Bu moddalar tabiatda juda keng tarqalganligi sababli ularni ham erkin holatda, ham angidrid shaklida topish mumkin. Umuman olganda, deyarli barcha murakkab uglevodlar, u yoki bu darajada, oddiy shakarlarning angidridlari bo'lib, ular bir nechta (yoki bitta) suv molekulalarini ("an" prefiksi - yo'qligi) olib tashlash orqali oddiygina olinadi.
Glyukoza eng tipik vakil sifatida
Uning guruhining eng tipik vakili formulasi: C6H12O6. Bu uglevodlar o'simlik hujayralarida juda keng tarqalgan. Bu nafaqat keng tarqalgan, balki organizm uchun juda muhim, chunki u uchun asosiy energiya manbai (albatta, biz hayvonlar va odamlar haqida gapiramiz). Asos sifatida, bu barcha hayvon organizmlari uchun oqsillar, uglevodlar va yog'larning umumiy xususiyatlari. Bundan tashqari, u tibbiyot, veterinariya, sanoat (shu jumladan oziq-ovqat)da keng qo'llaniladi.
Jismoniy xususiyatlar
Ushbu guruhdagi uglevodlarning umumiy fizik xususiyatlari qanday? Tashqi ko'rinishi - oq rangli mayda kristallar, ta'mi shirin, suvda yaxshi eriydi. Eritma bo'lsa, eruvchanlik keskin ortadiissiqlik: shu tarzda glyukoza siropi olinadi.
Kimyoviy tuzilishi haqida qisqacha ma'lumot
Agar siz chiziqli formulaga qarasangiz, bu uglevod tarkibida bitta aldegid va beshta gidroksil guruhi aniq ko'rinadi. Agar modda kristall holatda bo'lsa, uning molekulalari ikkita mumkin bo'lgan shakldan birida (a- yoki b-glyukoza) bo'lishi mumkin. Gap shundaki, beshinchi uglerod atomiga bog'langan gidroksil guruhi karbonil qoldig'i bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin.
Tabiiy tarqalish
Uzum sharbatida juda ko'p bo'lgani uchun glyukoza ko'pincha "uzum shakari" deb ataladi. Bu nom ostida uzoq ajdodlarimiz uni bilishgan. Biroq, siz uni boshqa har qanday shirin sabzavot yoki mevalarda, o'simlikning yumshoq to'qimalarida topishingiz mumkin. Hayvonot dunyosida uning tarqalishi kam emas: bizning qonimizning taxminan 0,1% aniq glyukoza. Bundan tashqari, bu uglevodlarni deyarli har qanday ichki organning hujayrasida topish mumkin. Ammo ular ayniqsa jigarda ko'p, chunki u erda glyukoza glikogenga aylanadi.
U (yuqorida aytganimizdek) tanamiz uchun qimmatli energiya manbai, deyarli barcha murakkab uglevodlarning bir qismidir. Boshqa oddiy uglevodlar singari, tabiatda u faqat o'simlik organizmlari hujayralarida sodir bo'ladigan fotosintez reaktsiyasidan keyin sodir bo'ladi:
6CO2 + 6H2O xlorofil C6H 12 O6 + 6O2 - Q
O'simliklar bir vaqtning o'zida ajoyib ishlaydibiosfera uchun muhim vazifa bo'lib, ular quyoshdan oladigan energiyani to'playdi. Sanoat sharoitlariga kelsak, qadim zamonlardan beri uzum shakar kraxmaldan gidroliz yo'li bilan olingan va reaktsiya konsentrlangan sulfat kislota bilan katalizlanadi:
(C6H10O5)n + nH2O H2SO4, t nC6H12O6
Kimyoviy xossalari
Ushbu turdagi uglevodlarning kimyoviy xossalari qanday? Ular faqat spirtli ichimliklar va aldegidlarga xos bo'lgan bir xil xususiyatlarga ega. Bundan tashqari, ular o'ziga xos xususiyatlarga ega. Birinchi marta oddiy uglevodlar (shu jumladan glyukoza) sintezini 1861 yilda eng iste'dodli kimyogar A. M. Butlerov amalga oshirdi va u xom ashyo sifatida formaldegiddan foydalangan, uni k altsiy gidroksid ishtirokida parchalagan. Bu jarayonning formulasi:
6NSON -----S6N12O6
Va endi guruhning boshqa ikki vakilining tabiiy ahamiyati katta bo`lmagan ayrim xususiyatlarini ko`rib chiqamiz va shuning uchun ularni biologiya o`rganadi. Ushbu turdagi uglevodlar kundalik hayotimizda juda muhim rol o'ynaydi.
Fruktoza
Bu glyukoza izomerining formulasi CeH12Ob. "Ajdod" kabi chiziqli va tsiklik shaklda mavjud bo'lishi mumkin. U ko'p atomli spirtlarga xos bo'lgan barcha reaksiyalarga kiradi, lekin shu bilan glyukozadan farq qiladi, kumush oksidning ammiak eritmasi bilan hech qanday tarzda o'zaro ta'sir qilmaydi.
Riboza
Riboza va deoksiriboza juda katta qiziqish uyg'otadi. Agar siz biologiya dasturini hech bo'lmaganda bir oz eslayotgan bo'lsangiz, unda siz o'zingiz yaxshi bilasizki, bu DNK va RNKning bir qismi bo'lgan tanadagi uglevodlardir, ularsiz sayyorada hayotning mavjudligi mumkin emas. "Dezoksiriboza" nomi uning molekulasida kislorod atomining birdan kam bo'lishini anglatadi (oddiy riboza bilan solishtirganda). Bu jihatdan glyukozaga o'xshash bo'lib, ular chiziqli va tsiklik tuzilishga ega bo'lishi mumkin.
Disakkaridlar
Aslida bu moddalar oʻz tuzilishi va funksiyalarida avvalgi sinfni takrorlaydi, shuning uchun bu haqda batafsilroq toʻxtalishning maʼnosi yoʻq. Bu guruhga kiruvchi uglevodlarning kimyoviy xossalari qanday? Oilaning eng muhim a'zolari saxaroza, m altoza va laktozadir. Ularning barchasini C12H22O11 formulasi bilan tavsiflash mumkin, chunki ular izomerdir, ammo bu ularning tuzilishidagi katta farqlarni inkor etmaydi. Xo'sh, murakkab uglevodlarning xususiyatlari qanday, ularning ro'yxati va tavsifini quyida ko'rishingiz mumkin?
saxaroza
Uning molekulasi bir vaqtning o'zida ikkita tsiklga ega: ulardan biri olti a'zoli (a-glyukoza qoldig'i), ikkinchisi esa besh a'zoli (b-fruktoza qoldig'i). Bularning barchasi glyukozaning glikozid gidroksiliga bog'liq.
Olish va umumiy qiymat
Omon qolgan tarixiy ma'lumotlarga ko'ra, Masih tug'ilishidan uch asr oldin Qadimgi Hindistonda odamlar shakarqamishdan shakar olishni o'rganishgan. Faqat 19-asrning o'rtalarida buning uchun kamroq saxaroza bilan ancha ko'p bo'lganligi ma'lum bo'ldiharakat shakar lavlagidan olinishi mumkin. Uning ba'zi navlarida bu uglevodning 22% gacha, qamish tarkibida esa 26% oralig'ida bo'lishi mumkin, ammo bu faqat ideal o'sish sharoitlari va qulay iqlim sharoitida mumkin.
Uglevodlar suvda yaxshi eriydi, deb aytgan edik. Bu maqsadda diffuzorlardan foydalanilganda saxaroza ishlab chiqarish aynan shu tamoyilga asoslanadi. Mumkin bo'lgan aralashmalarni cho'ktirish uchun eritma ohakni o'z ichiga olgan filtrlar orqali filtrlanadi. Olingan eritmadan k altsiy gidroksidini olib tashlash uchun u orqali oddiy karbonat angidrid o'tkaziladi. Cho'kma filtrlanadi va shakar siropi maxsus pechlarda bug'lanadi va bizga allaqachon tanish bo'lgan shakar olinadi.
Laktoza
Bu uglevod sanoatda oddiy sutdan ajratilgan boʻlib, tarkibida koʻp miqdorda yogʻlar va uglevodlar mavjud. Uning tarkibida ushbu modda juda ko'p: masalan, sigir sutida taxminan 4-5,5% laktoza mavjud, ayollar sutida esa uning hajm ulushi 5,5-8,4% ga etadi.
Ushbu glitsidning har bir molekulasi birinchi va toʻrtinchi uglerod atomlari orqali bogʻ hosil qiluvchi piranoza shaklidagi 3-galaktoza va a-glyukoza qoldiqlaridan iborat.
Boshqa shakarlardan farqli o'laroq, laktoza bitta o'ziga xos xususiyatga ega. Biz gigroskopiklikning to'liq yo'qligi haqida gapiramiz, shuning uchun nam xonada ham bu glitsid umuman namlanmaydi. Bu xususiyat farmatsevtikada faol qo'llaniladi: agar kukun shaklida ba'zi dori tarkibiga kirsaoddiy sukroz, keyin unga laktoza qo'shilishi kerak. Bu butunlay tabiiy va inson tanasi uchun zararsizdir, ko'plab sun'iy qo'shimchalardan farqli o'laroq, pishirish va namlanishni oldini oladi. Ushbu turdagi uglevodlarning vazifalari va xususiyatlari qanday?
Laktozaning biologik ahamiyati juda yuqori, chunki laktoza barcha hayvonlar va odamlar sutining eng muhim ozuqaviy komponentidir. M altozaga kelsak, uning xossalari biroz boshqacha.
M altoza
Bu kraxmal gidrolizi natijasida olingan oraliq mahsulot. "M altoza" nomi asosan solod ta'sirida hosil bo'lganligi sababli paydo bo'lgan (lotin tilida solod - m altum). U nafaqat o'simliklarda, balki hayvonlarda ham keng tarqalgan. U kavsh qaytaruvchi hayvonlarning ovqat hazm qilish tizimida ko'p miqdorda ishlab chiqariladi.
Kimyoviy tuzilishi va xossalari
Bu uglevodning molekulasi birinchi va toʻrtinchi uglerod atomlari orqali oʻzaro bogʻlangan piranoza shaklidagi a-glyukozaning ikki qismidan iborat. Tashqi ko'rinishi rangsiz, oq kristalldir. Ta'mi shirin, suvda juda yaxshi eriydi.
Polisaxaridlar
Shuni esda tutish kerakki, barcha polisaxaridlarni monosaxaridlarning polikondensatsiyasi mahsuloti ekanligi nuqtai nazaridan ko'rib chiqish mumkin. Ularning umumiy kimyoviy formulasi (CbH10O5) p. Ushbu maqolada biz kraxmalni ko'rib chiqamiz, chunki u oilaning eng tipik a'zosi.
Kraxmal
Fotosintez natijasida hosil boʻlgan, oʻsimlik organizmlarining ildiz va urugʻlarida koʻp miqdorda toʻplangan. Ushbu turdagi uglevodlarning fizik xususiyatlari qanday? Tashqi ko'rinishi sovuq suvda erimaydigan, yomon ifodalangan kristalli oq kukun. Issiq suyuqlikda u kolloid strukturani (pasta, jele) hosil qiladi. Hayvonlarning ovqat hazm qilish traktida glyukoza hosil qilish uchun uning gidrolizlanishiga yordam beruvchi ko'plab fermentlar mavjud.
A-glyukozaning koʻplab qoldiqlaridan hosil boʻlgan eng keng tarqalgan tabiiy polimer. Tabiatda uning ikkita shakli bir vaqtning o'zida uchraydi: amiloza va amhopektin. Amiloza chiziqli polimer bo'lib, suvda eritilishi mumkin. Molekula birinchi va toʻrtinchi uglerod atomlari orqali bogʻlangan alfa-glyukoza qoldiqlaridan iborat.
Shuni esda tutish kerakki, bu kraxmal o'simlik fotosintezining birinchi ko'rinadigan mahsulotidir. Bug'doy va boshqa donlarda 60-80% gacha, kartoshka ildizlarida esa 15-20% ni tashkil qiladi. Aytgancha, mikroskop ostida kraxmal donalarining paydo bo'lishi bilan o'simlik turini aniq aniqlash mumkin, chunki ular har bir kishi uchun har xil.
Agar uglevod tezda qizdirilsa, uning ulkan molekulasi tezda dekstrinlar deb nomlanuvchi kichik polisaxaridlarga parchalanadi. Ular kraxmal bilan bitta umumiy kimyoviy formulaga ega (C6H12O5)x, lekin bor kraxmaldagi "n" qiymatidan kichik bo'lgan "x" o'zgaruvchisi qiymatidagi farq.
Nihoyatbiz nafaqat uglevodlarning asosiy sinflarini, balki ularning xususiyatlarini ham aks ettiruvchi jadvalni beramiz.
| Asosiy guruhlar | Molekulyar strukturaning xususiyatlari | Uglevodlarni farqlovchi xossalari |
| Monosaxaridlar |
Uglerod atomlari soni boʻyicha farqlanadi:
|
Rangsiz yoki oq kristall, suvda yaxshi eriydi, ta'mi shirin |
| Oligosaxaridlar | Murakkab tuzilish. Turlarga qarab ular 2-10 ta oddiy monosaxarid qoldiqlarini o'z ichiga oladi | Tashqi koʻrinishi bir xil, suvda ozgina eriydi, taʼmi shirin emas |
| Polisaxaridlar | Juda katta miqdordagi monosaxarid qoldiqlaridan iborat | Oq kukun, kristall strukturasi zaif ifodalangan, ular suvda erimaydi, lekin unda shishiradi. Ta'mi neytral |
Bu yerda asosiy sinf uglevodlarining funktsiyalari va xossalari keltirilgan.
